(57)【要約】【課題】過度の突起成長による問題を対策するための制御において、高周波ノイズの影響を受けない正確な制御を提供する。【解決手段】発光部内に一対の電極を有する高圧放電灯を交流点灯するための高圧放電灯点灯装置において、交流ランプ電流を出力するための主回路、及び主回路の出力電流が定格ランプ電流以下となる範囲で出力電力が一定となるように主回路を制御する小信号制御回路からなり、小信号制御回路が、主回路を構成する部品の温度を検出する温度検出回路、及び主回路の出力電流モードを切替えるモード制御手段を備え、交流ランプ電流が、通常点灯用の第１の電流モード、及び電極上に形成される突起を溶解させるための第２の電流モードからなり、モード制御手段が、温度検出回路による検出温度が所定値Ｔ１以上になるまでは第１の電流モードを適用し、検出温度が所定値Ｔ１以上となった後に第２の電流モードを適用するように構成した。【選択図】図２
2010165607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部内に一対の電極を有する高圧放電灯を交流点灯するための高圧放電灯点灯装置であって、
交流ランプ電流を出力するための主回路、及び
該主回路の出力電流が定格ランプ電流以下となる範囲で該主回路の出力電力が一定となるように該主回路を制御する小信号制御回路
からなり、
前記小信号制御回路が、前記主回路を構成する部品の温度を検出する温度検出回路、及び該主回路の出力電流モードを切替えるモード制御手段を備え、
前記交流ランプ電流が、通常点灯用の第１の電流モード、及び前記電極上に形成される突起を溶解させるための第２の電流モードからなり、
前記モード制御手段が、前記温度検出回路による検出温度が所定値Ｔ１以上になるまでは前記第１の電流モードを適用し、検出温度が所定値Ｔ１以上となった後に前記第２の電流モードを適用するように構成された高圧放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、
前記モード制御手段が、検出温度が所定値Ｔ１以上になるまでは前記第１の電流モードを適用し、検出温度が所定値Ｔ１以上となった後所定値Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）以下となるまでは前記第２の電流モードを適用し、検出温度が所定値Ｔ２以下となった後は前記第１の電流モードを適用するよう構成された高圧放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、前記第２の電流モードにおける点灯周波数ｆ２が、前記第１の電流モードにおける点灯周波数ｆ１よりも高い高圧放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、
前記一対の電極が第１及び第２の電極からなり、
前記交流電流の１変調期間ｔ０が、前記第１の電極の先端に形成された突起（第１の突起）を溶解させるとともに前記第２の電極の先端に形成された突起（第２の突起）を成長させるための第１の非対称電流期間ｔ１、正負対称の矩形波が通電される対称電流期間ｔｓ、及び前記第１の突起を成長させるとともに前記第２の突起を溶解させるための第２の非対称電流期間ｔ２からなり、
前記第２の電流モードにおける期間ｔｓでの周波数が、前記第１の電流モードにおける期間ｔｓでの周波数よりも高い高圧放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、
前記一対の電極が第１及び第２の電極からなり、
前記交流電流の１変調期間ｔ０が、前記第１の電極の先端に形成された突起を溶解させるとともに前記第２の電極の先端に形成された突起を成長させるための第１の非対称電流期間ｔ１、正負対称の矩形波が通電される対称電流期間ｔｓ、及び前記第１の突起を成長させるとともに前記第２の突起を溶解させるための第２の非対称電流期間ｔ２からなり、
前記第２の電流モードにおける期間ｔ０に対する期間ｔｓの割合が、前記第１の電流モードにおける期間ｔ０に対する期間ｔｓの割合よりも大きい高圧放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、
前記第１の電流モードの電流波形が、５０Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の低周波矩形波電流及び該低周波矩形波電流の極性反転時に挿入される１ｋＨｚより高い高周波電流１サイクルからなり、該高周波電流１サイクルのうちの少なくとも後半の半サイクルのピーク電流値が該低周波矩形波電流の電流値よりも高い交流電流であり、
前記第２の電流モードの電流波形が、該第１の電流モードの電流波形において、該高周波電流１サイクルのうちの後半の半サイクルの（ａ）ピーク電流値を小さくしたもの、（ｂ）時間幅を小さくしたもの、又は（ｃ）ピーク電流値及び時間幅の両方を変化させて電流時間積を小さくしたもの、のいずれかである高圧放電灯点灯装置。
【請求項７】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、
前記第１の電流モードの電流波形が、５０Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の低周波矩形波電流において、半サイクルの後半の実効値が該半サイクルの前半の実効値よりも大きい交流電流であり、
前記第２の電流モードの電流波形が、該第１の電流モードの電流波形よりも、半サイクルの後半の実効値と該半サイクルの前半の実効値の差が小さい交流電流である高圧放電灯点灯装置。
【請求項８】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、
前記主回路が、直流電源部からの出力を受けてランプ電流に相当する直流電流を出力する降圧チョッパ回路、及び該降圧チョッパ回路からの直流電流を交流電流に変換するフルブリッジ回路からなり、
前記温度検出回路が、該降圧チョッパ回路を構成するトランジスタ、ダイオード若しくはチョークコイル又は該フルブリッジ回路を構成するトランジスタのいずれかの温度を検出するように構成された高圧放電灯点灯装置。
【請求項９】
請求項８記載の高圧放電灯点灯装置において、前記温度検出回路が感温抵抗を備え、該感温抵抗が、前記降圧チョッパ回路を構成するトランジスタ、ダイオード若しくはチョークコイル又は前記フルブリッジ回路を構成するトランジスタのいずれかに直接又は間接的に接触配置された高圧放電灯点灯装置。
【請求項１０】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置、高圧放電灯、該高圧放電灯が取り付けられるリフレクタ、並びに該高圧放電灯点灯装置及び該リフレクタを内包する筐体を備えたプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は交流ランプ電流を供給して高圧放電灯を点灯させる高圧放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタ等の光源装置においては、図１Ａに示すような高圧水銀ランプのような高圧放電灯（以下、「ランプ」又は「高圧放電灯」という）が用いられる。このランプにはハロゲン物質、希ガス及び水銀等が封入され、発光管内には一対の電極が対向配置されており、ランプは通常５０Ｈｚ〜１ｋＨｚ（より一般的には５０Ｈｚ〜４００Ｈｚ）の固定周波数の矩形波電流によって点灯される。
【０００３】
図１１は高圧放電灯の一般的な点灯装置の回路構成図である。制御回路７０において、抵抗７１及び７２はランプ電圧を検出するランプ電圧検出回路であり、抵抗７３はランプ電流を検出するものである。検出されたランプ電圧とランプ電流とが乗算器７７によって乗算処理されてランプ電力が検出される。誤差増幅器７６によって乗算器７７の出力とマイコン７００からの目標値とが比較され、誤差増幅器７６の出力がＰＷＭ制御回路７４に入力され、降圧チョッパ回路２０のトランジスタ２１のＯＮ幅が制御される。これにより、定ランプ電力制御が行われる。
【０００４】
降圧チョッパ回路２０によって制限された直流出力を受けて、フルブリッジ回路３０におけるトランジスタ３１及び３４とトランジスタ３２及び３３がブリッジ制御回路７５よって所定の点灯周波数（５０Ｈｚ〜４００Ｈｚ）で交互にオン・オフされる。これにより、降圧チョッパ回路２０の直流出力が交流電流に変換され、交流矩形波電流が高圧放電灯５０に供給される。その結果、図１２のような矩形波ランプ電流波形が高圧放電灯５０に供給される。
【０００５】
即ち、マイコン７００は降圧チョッパ回路２０の出力電流値及びフルブリッジ回路３０の反転タイミング（周波数を含む）を制御することができ、これにより、ランプ電流の波形や周波数が自在に制御できる。
【０００６】
なお、始動回路４０は高圧放電灯５０の放電開始時に動作するものであり、放電開始後の安定点灯中は非動作となる。本発明は安定点灯中の動作に関するものであり、始動動作は発明の本質ではないので始動回路４０に関する詳細を省略する。
【０００７】
ところで、ランプを上記のような交流電流で点灯し続けると、放電アークの起点が電極先端上でジャンプするいわゆるフリッカが発生してしまうことが知られている。これは点灯時間が進むにつれ、図１Ｂに示すように電極先端部が荒れ、放電アークの起点が電極先端の複数の凸部を移動し一点に定まらなくなることによる。
【０００８】
このフリッカを抑制するために、ランプに何らかの特殊な波形の電流を投入することによる対策がこれまで報告されてきた。例えば、特許文献１では、低周波矩形波電流をベースとしてその半サイクルの終了間際にパルス電流を重畳するものが開示されている。そして、そのような電流波形で点灯することにより、ランプ電極先端に例えば図１Ｃに示すような１つの突起が成長し、その突起にアークの起点が定まることによりフリッカが抑制される。
【０００９】
電極先端に突起が成長する現象のメカニズムは必ずしも明確ではないが下記のように推測される。加熱されたタングステンが蒸発し、それが発光管内に存在するハロゲン等と結合してタングステン化合物が形成される。このタングステン化合物は対流などによって管璧付近から電極先端付近へ拡散され、高温部でタングステン原子に分解される。そしてタングステン原子はアーク中で電離することで陽イオンとなる。交流点灯している両電極が陽極と陰極を点灯周波数ごとに繰り返すが、この陰極動作をしている時にアーク中の陽イオンは、電界によって陰極側に引き寄せられることで両電極先端に析出され、それが突起を形成するものと考えられている。
【００１０】
なお、封入したハロゲン物質はランプ点灯時に適正なハロゲンサイクルを行うためのものであり、これによりランプ点灯中に蒸発した電極の材料であるタングステンが発光管内壁に付着し黒化するという現象を防止することができる。さらに、ある温度条件満たすことでハロゲンサイクルが安定して行われ、安定してハロゲンサイクルが行われていれば蒸発したタングステンは電極の先端に付着し、電極先端の突起を成長させる作用もある。
【００１１】
ところが、特許文献１のような電流波形を用いた場合、確かに電極上に放電アークの起点となり得るような突起が成長されることは確認されているが、その成長に伴う弊害も確認されている。
それは突起の過度の成長の問題である。突起が成長すると電極間距離が減少してランプ電圧が下がる。そして、突起が過度に成長するとランプ電圧がさらに下がり、定格ランプ電流を投入してもランプ電力が確保できなくなる場合がある。この場合、ランプ温度が下がり、その結果突起がさらに成長してランプ電力もさらに下がるという悪循環に陥り、最終的に照度不足や電極間ショート等のランプの不具合をもたらすおそれがある。
【００１２】
この弊害に対して、特許文献３には、高圧放電灯の点灯中にランプパラメータを検出して、例えばランプ電圧が所定値以下になった場合、突起が過度に成長したものとしてランプ電流のデューティ比又はランプ電流値を正負で偏らせて電極間距離（ギャップ長）を回復する方法が開示されている。
【００１３】
また、突起の長さを適切な範囲に保つための構成も開示されている（例えば、特許文献３）。同文献では、矩形波にパルスを重畳した電流を印加して突起を成長させ、その後突起が成長し過ぎた場合に、アーク長の減少によるランプ電圧の低下が検出され、パルスの重畳が停止される。これにより、突起成長によりランプ電圧が過度に低下して定格ランプ電流を投入しても所定の照度が得られなくなることが回避される。そして、突起が消耗してランプ電圧が所定値に回復した場合、再びパルスを重畳する制御が行われる（なお、同引例においては、突起の成長／溶解のメカニズムに対する認識が他の特許文献や本発明とは異なるが、成長／溶解を繰り返すという発想をもって先行技術文献としている）。
【００１４】
なお、図１３は特許文献３におけるランプ電極先端の状態の変化を模擬的に表したものである。図１３において、最初に状態（ａ）のような突起があり、突起成長のためのモードが適用されるものとする。そして、状態（ｂ）のように突起が成長し過ぎると、次に突起溶解のためのモードが適用される。その後、突起が溶解されて状態（ｃ）を経て状態（ｄ）のようになる。再び突起成長のためのモードが適用されて状態（ｅ）となり、上記が繰り返される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特表平１０−５０１９１９号公報
【特許文献２】特開２００３−２６４０９４号公報
【特許文献３】特開２００４−１５８２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、特許文献２又は３の方法によると、電極の突起の制御の前提としてランプ電圧を検出してマイコン７００に入力する必要がある。しかし、図１１を見れば分かるように、電圧検出回路（７１、７２）は降圧チョッパ回路２０からのスイッチングノイズも拾ってしまう構成となっている。また、高周波始動や高周波点灯を行なう場合にはフルブリッジ回路３０からのスイッチングノイズも拾ってしまう。そのため、スイッチングノイズの影響によりランプ電圧の正確な値を検出できず、マイコン７００による制御の誤動作の原因となっていた。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１の側面は、発光部内に一対の電極を有する高圧放電灯を交流点灯するための高圧放電灯点灯装置であって、交流ランプ電流を出力するための主回路、及び主回路の出力電流が定格ランプ電流以下となる範囲で出力電力が一定となるように主回路を制御する小信号制御回路からなり、小信号制御回路が、主回路を構成する部品の温度を検出する温度検出回路、及び主回路の出力電流モードを切替えるモード制御手段を備え、交流ランプ電流が、通常点灯用の第１の電流モード、及び電極上に形成される突起を溶解させるための第２の電流モードからなり、モード制御手段が、温度検出回路による検出温度が所定値Ｔ１以上になるまでは第１の電流モードを適用し、検出温度が所定値Ｔ１以上となった後に第２の電流モードを適用するように構成された高圧放電灯点灯装置である。
さらに、検出温度が所定値Ｔ１以上となった後所定値Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）以下となるまでは前記第２の電流モードを適用し、検出温度が所定値Ｔ２以下となった後は前記第１の電流モードを適用するように構成してもよい。
【００１８】
ここで、第２の電流モードにおける点灯周波数ｆ２が第１の電流モードにおける点灯周波数ｆ１よりも高くなるようにすることが好ましい。
【００１９】
また、一対の電極が第１及び第２の電極からなるものとして、交流電流の１変調期間ｔ０が、第１の電極の先端に形成された突起（第１の突起）を溶解させるとともに第２の電極の先端に形成された突起（第２の突起）を成長させるための第１の非対称電流期間ｔ１、正負対称の矩形波が通電される対称電流期間ｔｓ、及び第１の突起を成長させるとともに第２の突起を溶解させるための第２の非対称電流期間ｔ２からなり、第２の電流モードにおける期間ｔｓでの周波数が第１の電流モードにおける期間ｔｓでの周波数よりも高区なるようにしてもよい。
【００２０】
また、一対の電極が第１及び第２の電極からなるものとして、交流電流の１変調期間ｔ０が、第１の電極の先端に形成された突起を溶解させるとともに第２の電極の先端に形成された突起を成長させるための第１の非対称電流期間ｔ１、正負対称の矩形波が通電される対称電流期間ｔｓ、及び第１の突起を成長させるとともに第２の突起を溶解させるための第２の非対称電流期間ｔ２からなり、第２の電流モードにおける期間ｔ０に対する期間ｔｓの割合が第１の電流モードにおける期間ｔ０に対する期間ｔｓの割合よりも大きくなるようにしてもよい。
【００２１】
また、第１の電流モードの電流波形が５０Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の低周波矩形波電流及び低周波矩形波電流の極性反転時に挿入される１ｋＨｚより高い高周波電流１サイクルからなり、高周波電流１サイクルのうちの少なくとも後半の半サイクルのピーク電流値が低周波矩形波電流の電流値よりも高い交流電流であり、第２の電流モードの電流波形が、第１の電流モードの電流波形において、高周波電流１サイクルのうちの後半の半サイクルの（ａ）ピーク電流値を小さくしたもの、（ｂ）時間幅を小さくしたもの、又は（ｃ）ピーク電流値及び時間幅の両方を変化させて電流時間積を小さくしたもの、のいずれかとしてもよい。
【００２２】
また、第１の電流モードの電流波形が、５０Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の低周波矩形波電流において、半サイクルの後半の実効値が前半の実効値よりも大きい交流電流であり、第２の電流モードの電流波形が、第１の電流モードの電流波形よりも、半サイクルの後半の実効値と前半の実効値の差が小さい交流電流となるようにしてもよい。
【００２３】
なお、主回路が、直流電源部からの出力を受けてランプ電流に相当する直流電流を出力する降圧チョッパ回路、及び降圧チョッパ回路からの直流電流を交流電流に変換するフルブリッジ回路からなり、温度検出回路が、降圧チョッパ回路を構成するトランジスタ、ダイオード若しくはチョークコイル又はフルブリッジ回路を構成するトランジスタのいずれかの温度を検出するように構成するのが好ましい。
ここで、温度検出回路が感温抵抗を備え、感温抵抗が上記のいずれかの部品に直接又は間接的に接触配置されるようにしてもよい。
【００２４】
本発明の第２の側面は、上記第１の側面の高圧放電灯点灯装置、高圧放電灯、高圧放電灯が取り付けられるリフレクタ、並びに高圧放電灯点灯装置及びリフレクタを内包する筐体を備えたプロジェクタである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、過度の突起成長による短寿命の問題を対策するための制御において、主回路で発生する高周波ノイズの影響を受けることなく、正確な制御を行うことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】高圧放電灯の電極の変化を示す図である。
【図１Ｂ】高圧放電灯の電極の変化を示す図である。
【図１Ｃ】高圧放電灯の電極の変化を示す図である。
【図２】本発明の高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図３】感温素子８１の抵抗値と温度の関係を示す図である。
【図４】トランジスタ２１及び感温素子８１の温度変化とランプ電圧の関係を示す図である。
【図５】本発明のランプ電流波形の一例を示す図である。
【図６】本発明のランプ電流波形の一例を示す図である。
【図７】本発明のランプ電流波形の一例を説明する図である。
【図８】本発明のランプ電流波形の一例を説明する図である。
【図９】本発明の実施例を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の光源装置の図である。
【図１１】一般的な高圧放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図１２】一般的な高圧放電灯点灯装置のランプ電流波形を示す図ある。
【図１３】従来の高圧放電灯の電極の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の点灯装置の回路構成を図２に示す。図１１と異なる点は、制御回路７０に温度検出回路８０を設けた点、及びマイコン７００にモード制御手段７１０を設けた点である。その他の部分の構成は図１１と同じであるため説明を省略する。なお、以降の説明において、図２の上段部（即ち、直流電源１０、降圧チョッパ回路２０、フルブリッジ回路３０、イグナイタ回路４０、抵抗７１、７２及び７３）をまとめて主回路、下段部（上記以外）を小信号制御回路というものとする。
【００２８】
図２に示すように、温度検出回路８０は感温抵抗８１、感温抵抗８１とともに基準電圧Ｖrefの分圧回路を構成する抵抗８２、及びコンデンサ８３からなる。なお、感温抵抗８１は、図３に示すように温度に対して抵抗値が増加する素子（例えばＰＴＣサーミスタ）である。感温抵抗８１にかかる電圧はマイコン７００のアナログ／デジタルコンバータ（以下、「ＡＤＣ」という）に入力される（ＡＤＣはマイコンの外部に別途設けてもよい）。マイコン７００のモード制御手段７１０は、ＡＤＣの入力と予め設定されたしきい値を比較し、比較結果に応じて後述の制御モード（電流モード）を切替える。
【００２９】
感温抵抗８１は電気的には小信号制御回路に含まれるが、物理的配置としては主回路上の発熱部品、例えば、チョッパ回路２０を構成するトランジスタ２１、ダイオード２２若しくはチョークコイル２３又はフルブリッジ回路３０を構成するトランジスタ３１〜３４のいずれかに直接又は間接的に接触配置され、その温度を検出する。
代表的実施例として、絶縁されたフルモールド品のトランジスタ２１にアルミ製の放熱器が密着され、感温抵抗８１がその放熱器の空いているスペースでかつトランジスタ２１に近い位置に密着される。
【００３０】
ここで、例えば定格ランプ電圧６０Ｖ以上において３００Ｗの定電力制御を行う高圧放電灯点灯装置を想定する。即ち、ランプ電圧６０Ｖ以上ではランプ電流はランプ電圧に反比例してランプ電力が３００W一定に維持される一方、ランプ電圧６０V未満ではランプ電流は最大定格値５Ａに維持され（定電流制御されて）ランプ電力は３００Ｗ未満となる。
【００３１】
図４に、トランジスタ２１の温度変化（曲線ａ）及び感温抵抗８１の温度変化（曲線ｂ）を示す。ランプを点灯させると、通常は初期安定ランプ電圧が７５Ｖ程度で安定する。図４より、その時のトランジスタ２１の温度は８２℃、感温抵抗８１の温度は８０℃であり、図３より、感温抵抗８１の抵抗値は１ｋΩである。基準電圧Ｖrefを５Ｖ出力とし、抵抗８２の値を２ｋΩとすると、感温抵抗８１にかかる電圧は約１．６７Ｖとなり、これがＡＤＣに入力される。
【００３２】
その後、点灯周波数や点灯波形の影響を受けハロゲンサイクルが安定し電極の突起が成長する。ここで、ランプ電圧が６０Ｖまで低下したとする。この時、トランジスタ２１に流れる電流はランプ電圧が７５Ｖの時よりも（定ランプ電力制御のために）上昇し、トランジスタ２１は、そのオンロス及びスイッチングロスが増加し発熱する。この時、図４よりトランジスタ２１の温度は１０２℃、感温抵抗８１の温度は１００℃であり、その抵抗値は図３より５ｋΩであり、感温抵抗８１にかかる電圧、即ちＡＤＣに入力される電圧は３．５Ｖとなる。ＡＤＣへの入力が３．５Ｖ以上となり、３．０Ｖ以下になるまで（即ち、それ相応の温度に下がるまで）、モード制御手段７１０は制御モードを後述の温度降下モードに切り替えるように構成されている。
【００３３】
上述した構成により、モード切替えに寄与する検出手段である温度検出回路８０が、電気的には主回路から隔離されているので、切替え制御が主回路からの高周波ノイズの影響を受け難い構成となっている。従って、従来のランプ電圧検出による構成よりも耐ノイズ性の高い正確な検出及び制御が可能となる。
【００３４】
なお、図２の例では温度検出回路８０において、温度が上昇すると抵抗値が高くなる感温抵抗を用いたが、温度が上昇すると抵抗値が低くなる感温抵抗（例えばＮＴＣサーミスタ）を用いてもよい。即ち、当業者には分かるように、抵抗８２の替わりにＮＴＣサーミスタを、感温抵抗８１の替わりに通常の抵抗を接続すれば、上記と同様の検出が可能となる。
【００３５】
モード制御手段７１０はブリッジ制御回路７５への指令によって点灯周波数を変化させ、又は誤差増幅器７６及びブリッジ制御回路７５への指令によってランプ電流波形を変化させることにより制御モードを切替える。
具体的には、モード制御手段７１０は通常点灯モード（第１の電流モード）と温度降下モード（第２の電流モード）とを切替える。概略として、温度降下モードとは、ハロゲンサイクルを不安定にさせることで電極の突起を溶解させてランプ電圧を上昇させることを目的とするモードである。以下に、通常点灯モードと温度降下モードの例を示す。
なお、先の例に戻ると、ランプ電圧６０Ｖ未満で最大定格値に維持されていたランプ電流が、ランプ電圧の上昇に伴い最大定格値以下となる。
【００３６】
＜通常点灯モード／温度降下モードの例１＞
通常点灯モード及び温度降下モードとも図１２に示すような通常の矩形波として、温度降下モードの点灯周波数を通常点灯モードの点灯周波数よりも高くする。
例えば、通常点灯モードを８０Ｈｚ、温度降下モードを３００Ｈｚとすればよい。
【００３７】
＜通常点灯モード／温度降下モードの例２＞
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、モードにかかわらずランプ電流の１変調期間ｔ０は、第１電極の先端に形成された突起（第１の突起）を溶解させるとともに第２の電極の先端に形成された突起（第２の突起）を成長させるための第１の非対称電流期間ｔ１、正負対称の矩形波が通電される対称電流期間ｔｓ、及び第１の突起を成長させるとともに第２の突起を溶解させるための第２の非対称電流期間ｔ２からなる。
そして、電流降下モードにおける期間ｔｓでの周波数を、通常点灯モードにおける期間ｔｓでの周波数よりも高くする。
【００３８】
具体的には、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、期間ｔ１においては、第１の電極→第２の電極への電流（正電流）：第２の電極→第１の電極への電流（負電流）＝７０：３０とし、期間ｔ２においては、正電流：負電流＝３０：７０とし、期間ｔｓを対称波形（即ち、正電流：負電流＝５０：５０）とし、通常点灯モードではｆ１であった期間ｔｓの周波数を温度降下モードではｆ２に高めている。
【００３９】
また、温度降下モードにおける期間ｔ０に対する期間ｔｓの割合が、通常点灯モードにおける期間ｔ０に対する期間ｔｓの割合よりも大きくなるようにしてもよい。即ち、温度降下モードにおいて、期間ｔｓの周波数を変えずにｔｓの期間長を長くしてもよいし（即ち、サイクル数を増やしてもよいし）、ｔ１及びｔ２の期間長を短くしてもよい。もちろん、温度降下モードにおいて、期間ｔｓの周波数を高くした上でｔｓの期間長を長くし、又はｔ１及びｔ２の期間長を短くしてもよい。この際、温度降下モードにおける期間ｔｓに含まれるサイクル数が期間ｔ１又はｔ２に含まれるサイクル数の１．２倍〜５倍となるようにすることが望ましい。
【００４０】
＜通常点灯モード／温度降下モードの例３＞
図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、モードにかかわらずランプ電流の１周期（ｆ´１）は、５０Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の低周波矩形波電流及び低周波矩形波電流の極性反転時に挿入される１ｋＨｚより高い高周波電流１サイクルからなる。
通常点灯モードの電流波形は、図６（Ａ）に示すように、高周波電流１サイクルのうちの少なくとも後半の半サイクルのピーク電流値が低周波矩形波電流の電流値よりも高い交流電流である。
温度降下モードの電流波形は通常電流モードの電流波形と基本的な構成は同様であるが、図６（Ｂ）に示すように、高周波電流１サイクルのうちの後半の半サイクルの（ａ）ピーク電流値をＨ１からＨ２に小さくしたもの、（ｂ）時間幅をＷ１からＷ２に狭めたもの、又は（ｃ）ピーク電流値及び時間幅の両方を変化させて電流時間積を小さくしたもの、のいずれかとすればよい。なお、本例では、高周波電流の後半の半サイクルのみを制御する構成を示したが、後半の半サイクルと併せて前半の半サイクルも同様に制御してもよい。
【００４１】
＜通常点灯モード／温度降下モードの例４＞
モードにかかわらずランプ電流は、５０Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の低周波矩形波電流において、半サイクルの後半の実効値がその前半の実効値よりも大きい交流電流である。
そして、温度降下モードの電流波形が、通常点灯モードの電流波形よりも、半サイクルの後半の実効値とその前半の実効値の差が小さくなるようにする。
【００４２】
例えば、図７に示すような、交流半サイクルの後半にかけてランプ電流値が上昇するような波形（いわゆる三角波）において、温度降下モードにおける電流上昇の傾斜が通常点灯モードにおける電流上昇の傾斜よりも小さくなるように（又は傾斜がなくなるように）してもよい。
【００４３】
また、図８に示すような、交流半サイクルの反転直前にピーク部分を持つような波形において、温度降下モードのピーク部分が通常点灯モードのピーク部分と比べて、（ａ）ピーク電流値を小さくしたもの、（ｂ）ピーク時間幅を狭めたもの、（ｃ）ピーク電流値及び時間幅の両方を変化させて電流時間積を小さくしたもの、又は（ｄ）ピーク部分そのものをなくしたもの等としてもよい。
【００４４】
以上の構成により、温度低下モードの作用により、ランプ電圧低下時にハロゲンサイクルを不安定にさせることで電極の突起を溶解させてランプ電圧を上昇させ、これにより最大定格値に維持されていたランプ電流を低下させるとともに定格ランプ電力の出力を確保することが可能となる。
なお、上記は設計の概要を明確にするために代表的な好適な設計例を示したものであり、本発明は上記の数値に限定されるものではない。使用するランプによって適切な数値を設定すればよい。
【００４５】
図９は上述の制御を説明するフローチャートである。
図９において、まず高圧放電灯点灯装置に電源が投入されると、ステップＳ２００の始動・立ち上がり制御を経てランプ５０の安定点灯が開始される。この電源が投入されてから安定点灯到達前の数分間の始動・立ち上がり制御では一般的な制御を用いればよく、本発明の本質ではないので説明を省略する。
【００４６】
ステップＳ２１０において、デフォルトの設定である通常動作モードによる点灯が行われる。通常点灯モードの周波数・周期数はランプによって最適なものを適用すればよい。
例えばモード制御手段７１０は温度検出値がＴ１になるまではブリッジ制御回路７５及び／又は誤差増幅器７６に指令を出力して、通常点灯として最適となるように設定した点灯周波数又は点灯波形を主回路から出力させる。ここでは通常点灯モードの一例として周波数２００Ｈｚの矩形波を採用する。なお、Ｔ１は７０℃〜８０℃程度であればよいが空冷条件や高圧放電灯点灯装置の出力電力に応じて適宜定めればよい。
【００４７】
ステップＳ２２０において、温度検出の値がＴ１に達するとステップＳ２３０に移行する。
モード制御手段７１０は点灯モードを温度降下モードに切替え、温度検出の値Ｔ１がＴ２（Ｔ１＞Ｔ２）になるまで主回路に突起溶解用の点灯周波数又は点灯波形で出力させる。ここでは温度降下モードの一例として周波数８０Ｈｚの矩形波とした。矩形波周波数を２００Ｈｚから周波数８０Ｈｚへと切替えることにより、ランプ電圧は上昇していく。なお、Ｔ２は５５℃〜６８℃程度であればよいが空冷条件や高圧放電灯点灯装置の出力電力に応じて適宜定めればよい。
【００４８】
ステップＳ２４０において、温度検出の値がＴ２に達するとステップＳ２１０に戻り、モード制御手段７１０は点灯モードを温度降下モードから通常点灯モードに切替える。以降、点灯中はステップＳ２１０からＳ２４０までが繰り返される。
【００４９】
上記の方法であれば、高圧放電灯点灯装置の部品温度の変化を検出するため、ランプパラメータの電気的な検出を直接行う必要がない。従って、主回路からの高周波ノイズの影響によって制御の誤動作が誘発されることがなく有利である。
【００５０】
上記実施例では、突起の過度の成長による照度不足等の問題を解消した高圧放電灯点灯装置を示したが、それを用いたアプリケーションとしてのプロジェクタを図１０に示す。図１０において、６１は上記で説明した実施例の高圧放電灯点灯装置、６２は高圧放電灯５０が取り付けられるリフレクタ、６３は高圧放電灯点灯装置６１、高圧放電灯５０及びリフレクタ６２を内蔵する筐体である。なお、図は実施例を模擬的に図示したものであり、寸法、配置などは図面通りではない。そして、図示されない映像系の部材等を筐体６３内に適宜配置してプロジェクタが構成される。
これにより、耐ノイズ性のある制御によって照度不足等の問題を解消する信頼性の高いプロジェクタを得ることができる。
【００５１】
なお、上記各実施例においては、直流出力手段として示した降圧チョッパ回路２０は他の周知の回路方式（例えば、フライバック型等）であってもよい。同様に、交流変換手段として示したフルブリッジ回路３０も他の周知の回路方式（例えば、プッシュプル型等）であってもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１：発光管
１０：直流電源
２０：降圧チョッパ回路
３０：フルブリッジ回路
４０：始動回路
５０：高圧放電灯
６１：高圧放電灯点灯装置
６２：リフレクタ
６３：筐体
７０：制御回路
７１，７２，７３：抵抗
７４：ＰＷＭ制御回路
７５：ブリッジ制御回路
７６：誤差アンプ
７７：乗算器
７８：積分回路
８０：温度検出回路
８１：感温抵抗
８２：分圧抵抗
８３：コンデンサ
７００：マイコン
７１０：モード制御手段
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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